Download pdf - Basisdaten Bioenergie Deutschland 2016€¦ · Wirtschaftsfaktor Bioenergie bioenergie.fnr.de Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Energien Anteil Bioenergie 88 % – entspricht

FESTBRENNSTOFFEBIOKRAFTSTOFFEBIOGAS

bioenergie.fnr.de

BASISDATEN BIOENERGIEDEUTSCHLAND 2016

http://bioenergie.fnr.de

32

Entwicklung erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch 2015

Primärenergieverbrauch erneuerbarer Energieträger 2015

Quelle: FNR nach ZSW/AGEB (März 2016) © FNR 2016

PRIMÄRENERGIEVERBRAUCH ERNEUERBARER ENERGIETRÄGER 2015

gesamt1.669 PJ

Biomasse 56,5 %

4,2 % WasserkraftWindenergie 19,0 %

10,0 % Solarenergie

2,8 % Geothermie

7,6 % biogene Abfälle

ERNEUERBARE ENERGIEN (BIOENERGIE)

Ziele der Bundesregierung für erneuerbare Energien

Primärenergieverbrauch 2015

Quelle: FNR nach ZSW/AGEB (März 2016) © FNR 2016

PRIMÄRENERGIEVERBRAUCH 2015

Biomasse 7,1 %

Geothermie 0,3 %

Erneuerbare Energien 12,5 %

Solarenergie 1,2 %

12,7 % Steinkohle

Kernenergie 7,5 %

Wasserkraft 0,5 %

Mineralöle 33,9 %

Braunkohle 11,8 %

Erdgas 21,1 %

sonst. 0,4 %Energieträger

biogene Abfälle 1,0 %

Windenergie 2,4 %

gesamt13.306 PJ

bioenergie.fnr.de

ANTEIL ERNEUERBARER ENERGIEN AM ENDENERGIEVERBRAUCH

Quelle: BMWi, AGEE-Stat (Februar 2016) © FNR 2016

Bruttostrom Wärme/Kälte Verkehr *

10

15

2009 2010 2012 2013 2015

Anteil in %

201420112008

5

20

25

* ohne die Bereiche Landwirtschaft, Bau, Militär, inkl. Bahn

3032,6

13,2

5,3

BIO

ENER

GIE

FEST

BREN

NST

OFF

EBI

OKR

AFTS

TOFF

EBI

OG

ASAN

HAN

G

Anteil am 2015 Ziele

Primärenergieverbrauch 12,5 % 18 % bis 2020

Stromverbrauch 32,6 % 40–45 % bis 2025

Endenergieverbrauch Wärme und Kälte 13,2 % 14 % bis 2020

Endenergieverbrauch Verkehr

Verkehr(inkl. Strom) 5,3 %

6 % THG-Einsparung im Verkehrsektor durch

Biokraftstoffe

Quelle: FNR nach AGEE-Stat (Februar 2016)

FLÄC

HEN

NU

TZU

NG

http://bioenergie.fnr.de/

54

Brutto-Stromerzeugung 2015Bruttostromerzeugung 2015: 651,8 TWh (651,8 Mrd. kWh) – Anteil EE: 30,1 %Bruttostromverbrauch 2015: 600,0 TWh (600,0 Mrd. kWh) – Anteil EE: 32,6 %(Differenz: Stromexport-Saldo 2015 von 51,8 TWh)

Kernenergie 14,1 %Erdgas 9,1 %

Braunkohle 23,8 %

Erneuerbare Energien (EE) 30,1 %

Photovoltaik 5,9 %

4,9 % Heizöl, Pumpspeicher und Sonstige

BRUTTOSTROMERZEUGUNG IN DEUTSCHLAND 2015

Quelle: FNR nach AGEB (Februar 2016) © FNR 2016

Wasserkraft 3,0 %

Biomasse 7,7 %(inkl. biogenerAbfall)

Steinkohle 18,1 %

Windenergie 13,5 %

gesamt651,8 TWh

Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien 2015Anteil Bioenergie 25,5 %

Windenergie 44,9 % 9,9 % Wasserkraft

19,6 % Photovoltaik

25,5 % Bioenergie

STROMERZEUGUNG AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN 2015


gesamt195,9 TWh

Geothermie 0,1 %

bioenergie.fnr.de

Biomasseanlagen zur EEG-Stromerzeugung 2014

Quelle: FNR nach Stromerzeugung aus Biomasse, DBFZ (Mai 2015)

Anlagenanzahl inst. Leistung [MWel]

Strom- erzeugung

[GWh]

Biomasseheizkraft-werke 700 1.510 8.700

Biogasanlagen 7.800 4.500 27.580

Biomethan BHKW 1.400 330 1.540

Anlagen zur Strom- erzeugung aus flüssiger Biomasse

180 1.400 340

gesamt 10.080 7.740 38.160

Direktvermarktung von Strom aus Biomasse

Windenergie 44,9 % 9,9 % Wasserkraft

19,6 % Photovoltaik

25,5 % Bioenergie

STROMERZEUGUNG AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN 2015


gesamt195,9 TWh

Geothermie 0,1 %

feste Biomasse flüssige Biomasse Biogas/Biomethan*

BIOMASSESTROM IN DER DIREKTVERMARKTUNG STEIGT

Quelle: Fraunhofer IWES, www.netztransparenz.de, AGEE-Stat (2016) © FNR 2016

1.000

2.000

3.000

4.000

0201420132012 2015

6.000

30 %

2 %

68 %

4.763 MWin 2015

5.000

Gesamtleistung von Biomasseanlagen

davon in der Direktvermarktung

* ohne Klär- und Deponiegas

installierte elektrische Leistung (MW)

BIO

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ENN

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76

Wirtschaftliche Impulse aus dem Betrieb von Erneuerbare-Energien-Anlagen 2015

Biomasse 50,5 %(Strom & Wärme)7,5 Mrd. €

1,6 % Solarthermie0,2 Mrd. €

WIRTSCHAFTLICHE IMPULSE AUS DEM BETRIEB VON ERNEUERBARE-ENERGIEN-ANLAGEN 2015


6,1 % Geothermie,Umweltwärme

0,9 Mrd. €

Biomasse 17,4 % (Kraftsto�e)2,6 Mrd. €

13,0 % Windenergie1,9 Mrd. €

9,6 % Photovoltaik1,4 Mrd. €

1,8 % Wasserkraft0,3 Mrd. €

gesamt14,7 Mrd. €

Wirtschaftsfaktor Bioenergie

bioenergie.fnr.de

Wärmebereitstellung aus erneuerbaren EnergienAnteil Bioenergie 88 % – entspricht ca. 13 % an der gesamten Wärmebereitstellung

biogene 17,1 %Festbrennsto�e(Industrie)

biogene 39,8 %Festbrennsto�e(Haushalte)

3,9 % biogeneFestbrennsto�e (HKW/HW)

1,3 % biogeneflüssige Brennsto�e

5,0 % Solarthermie

WÄRMEVERBRAUCH AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN IN DEUTSCHLAND 2015

11,6 % biogenegasförmige Brennsto�e

7,5 % biogenerAnteil des Abfalls

biogene 6,4 %Festbrennsto�e (GHD)

7,4 % Geothermie,Umweltwärme

gesamt155,2 TWh


HKW/HW = Heizkraftwerke/Heizwerke, GHD = Gewerbe, Handel, Dienstleistungen

Entwicklung Wärmebereitstellung aus erneuerbaren Energien 155 TWh in 2015 – davon 88 % bzw. 136 TWh aus Biomasse

biogene Festbrennsto�e

ENTWICKLUNG DER WÄRMEERZEUGUNG AUS ERNEUERBAREN ENERGIEN


in GWh

150.000

100.000

50.000

25.000

0

biogene gasförmige Brennsto�eSolarthermie

biogene flüssige Brennsto�ebiogener Anteil des AbfallsGeothermieKlär- und Deponiegas

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

125.000

75.000

Biomasseanteil 88 % in 2015

BIO

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FEST

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98

Einheimische Bioenergie: Was kann sie 2050 leisten?

Quelle: FNR © FNR 2016© FNR 2016

EINHEIMISCHE BIOENERGIEPOTENZIALE 2050

Energie aus der Landwirtscha�derzeit zu ⅔ ungenutzt

Energie aus Holzderzeit zu ⅓ ungenutzt

Energie aus Abfällenfast ausgeschöp�

Zahlen gerundet

Einheimische Biomasse trägt in Deutschland zukünftig maßgeblich zurEnergieversorgung bei. Bis zu 26 % des Bedarfs an Wärme, Strom undKraftstoffen kann sie 2050 decken. Energie aus der Landwirtschaft, aus Holz sowie aus Abfällen bieten das Potenzial, einen erheblichen Teil unserer Energie nachhaltig zu erzeugen.

bioenergie.fnr.de

Reduktion Treibhausgas-Emissionen durch erneuerbare Energien 2015THG-Vermeidung gesamt: 167,5 Mio. t – durch Biomasse 65,9 Mio. t bzw. ca. 39,3 %

REDUKTION VON TREIBHAUSGAS-EMISSIONEN DURCH DIE NUTZUNG ERNEUERBARER ENERGIEN 2015


THG-Minderung (in Mio. t CO2-Äq) gesamt: 167,5 Mio. t

Strom

Wärme

Kraft-sto�e 4,9

10 20 30 40 50 60 70 90 100 110 120

Wasser Wind Photovoltaik Biomasse Solarthermie Geothermie

0

davon 65,9 Mio. t bzw. 39,3 % durch Biomasse

THG: Treibhausgas

40,6

80 130

122,0

Treibhausgase (THG) in CO2-Äquivalent beinhalten CO2, CH4 und N2O.

THG-Vermeidung durch Bioenergie 2015

THG Vermeidung in 1.000 t CO2-Äq

Strom Wärme Kraftstoffe gesamt

feste Bioenergieträger 13.173 33.611 k. A. 46.784

flüssige Bioenergieträger 159 369 4.782 5.310

Biogas 10.418 3.310 90 13.818

gesamt 23.750 37.290 4.872 65.912

Quelle: FNR nach AGEE-Stat (Februar 2016)

Ungenutzte Potenziale biogener Rest- und Abfallstoffe

BIO

ENER

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1110

Pflanzen Rohstoff 2014 2015*

Indu

strie

pfla

nzen

Industriestärke 92.500 93.000

Industriezucker 10.000 10.000

technisches Rapsöl 140.000 140.000

technisches Sonnenblumenöl 8.500 9.000

technisches Leinöl 3.500 3.500

Pflanzenfasern 750 750

Arznei- und Farbstoffe 12.000 12.000

Summe Industriepflanzen 267.250 268.250

Ener

giep

flanz

en

Rapsöl für Biodiesel/ Pflanzenöl

649.000 616.000

Pflanzen für Bioethanol 188.000 184.000

Pflanzen für Biogas 1.375.000 1.393.000

davon Mais 876.500 894.000

Pflanzen für Festbrennstoffe (u. a. Agrarholz, Miscanthus) 10.500 10.500

Summe Energiepflanzen 2.222.500 2.203.500

Gesamtanbaufläche NawaRo 2.489.750 2.471.750

Quelle: FNR (2015) *geschätzte Werte

BIO

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OG

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HAN

GFL

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G

Flächennutzung in Deutschland

Quelle: FNR nach Statistischem Bundesamt, BMEL (2015) © FNR 2016

Futtermittel

Brache & Stilllegung

∑

Nahrungsmittel

Gesamtfläche Deutschland Landwirtscha�liche Nutzfläche

26 %

Energiepflanzen13 %

Industriepflanzen2 %

1 %

58 %

Nutzfläche

Siedlungs-, Verkehrs-, Wasserfläche, Umland

21 %47 %

32 %

35,7 Mio. ha

Waldfläche

FLÄCHENNUTZUNG IN DEUTSCHLAND

bioenergie.fnr.de

FLÄCHENNUTZUNG


Futtermittel


∑

Nahrungsmittel


26 %

Energiepflanzen13 %


1 %

58 %

Nutzfläche

Siedlungs-, Verkehrs-, Wasserfläche, Umland

21 %47 %

32 %

35,7 Mio. ha

Waldfläche



Futtermittel


∑

Nahrungsmittel


26 %

Energiepflanzen13 %


1 %

58 %

Nutzfläche

Siedlungs-, Verkehrs-, Wasserfläche, Unland

21 %47 %

32 %

35,7 Mio. ha

Waldfläche


Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland

184 Bioethanol

Quelle: FNR (2015); © FNR 2015 *geschätzt

93 Industriestärke10 Industriezucker

12 Arznei- und Färbepflanzen

153 Ölpflanzen<1 Faserpflanzen

616 Biodiesel/ Pflanzenöl

Biogas 1.393

Festbrennsto�e 11

2.472Gesamtanbaufläche

268 INDUSTRIEPFLANZEN

2.204 ENERGIEPFLANZEN

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015*

ANBAU NACHWACHSENDER ROHSTOFFE IN DEUTSCHLAND

2.600

2.400

2.200

2.000

1.800

1.600

1.400

1.200

1.000

800

600

400

200

0

in 1.000 ha

Quelle: FNR (2015) © FNR 2016

Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland für die Jahre 2014/2015 (in Hektar)


1312

BIO

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FEST

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NST

OFF

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OKR

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TOFF

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bioenergie.fnr.de

Maisanbau (Anbaujahr 2015)

2,6 Mio.

ANBAUJAHR 2015

Maisanbau in Deutschland

35 %

65 %

Stand: August 2015

Statistisches Bundesamt, 2015DMK / FNR e. V.

BIOGAS

FUTTER, SONSTIGES

MAISANBAU GESAMT

1,7 Mio. HEKTAR 1)

0,9 Mio. HEKTAR 2)

HEKTAR

Quelle: 1) Statistisches Bundesamt (2015), 2) DMK/FNR e. V. © FNR 2015

Entwicklung der Maisanbaufläche

in 1.000 ha

2.500

2.000

1.500

1.000

500

0

Quelle: FNR nach Stat. Bundesamt, AFC, DMK

ENTWICKLUNG DER MAISANBAUFLÄCHE IN DEUTSCHLAND

Körnermais** Silomais (Biogas)Silomais (Futtermittel)

* Prognose;** ca. 85 % Futtermittel, 6 % Industrie (Stärke), 5 % Energie (Ethanol), 3 % Verluste, 1 % Saatgut

© FNR 2015

20082007 2009 2010 2011 2012 2013 20142006 2015*

Deutscher Wald in ZahlenDEUTSCHER WALD IN ZAHLEN

Quelle: BMEL (Stand: 2014) © FNR 2015

Buche

Eiche

Gesamtfläche Deutschland Die häu�gsten Baumartenim deutschen Wald

Kiefer22,3 %

15,4 %

10,3 %

Fichte25,4 %

Waldfläche31,9 %11,4 Mio. ha

Quelle: BMEL (2014) © FNR 2015

DEUTSCHER WALD IN ZAHLEN

Quelle: BMEL (Stand: 2014) © FNR 2015

Buche

Eiche

Gesamtfläche Deutschland Die häu�gsten Baumartenim deutschen Wald

Kiefer22,3 %

15,4 %

10,3 %

Fichte25,4 %

Waldfläche31,9 %11,4 Mio. ha

Verwendung von Getreide in der EU-28 (2014/15)

Quelle: EU-Kommission (2015) © FNR 2015

VERWENDUNG VON GETREIDE IN DER EU-28 (2014/15)

gesamt279,5 Mio. t

Tierfutter 61,5 %

3,4 % Saatgut

23,5 % Nahrungsmittel

7,5 % industrielleNutzung

(ohne Biokraftsto�e)

3,9 % Biokraftsto�e

(Getreideanbaufläche in der EU 58,1 Mio. ha)

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1514

Pelletheizungen in DeutschlandHOLZPELLETFEUERUNGEN IN DEUTSCHLAND

Quelle: Deutsches Pelletinstitut (2016) © FNR 2016

2007 2009 2010 2011 2014 2015 2016*2012 20132008

* Prognose

100.000

200.000

300.000

400.000

0

12.500

151.000

265.000 gesamt

428.500*in 2016

Pelletkessel > 50 kW Pelletkessel < 50 kW Pelletkaminöfen

Anzahl

Holzpellets – Produktion und VerbrauchHOLZPELLETS – PRODUKTION UND VERBRAUCH


500

1.000

1.500

2.000

3.000

2010 2011 2014 2015 2016*

in 1.000 t

2.500

2012 2013

2.60

01.

750

1.20

0

2.70

01.

880

1.40

0

3.10

02.

200

1.70

0

3.15

02.

150

1.75

0

Produktionskapazität Produktion Verbrauch * Prognose

3.20

02.

000

1.85

0

0

3.20

02.

100

1.80

0

3.20

02.

200

2.02

5

Energieholzeinsatz in privaten HaushaltenENERGIEHOLZEINSATZ IN PRIVATEN HAUSHALTEN

Quelle: P. Döring, S. Glasenapp, U. Mantau: „Energieholzverwendung in privaten Haushalten 2014“ (2016) © FNR 2016

5

10

15

20

0

201020072000 2014

30

22,2 Mio. FMScheitholz

25

2005

35

2,1 Mio. FMAltholz/Restholz

0,5 Mio. FMHackschnitzel

2,3 Mio. FMHolzpellets0,5 Mio. FMHolzbriketts

gesamt27,6 Mio. FM

in 2014

25,8

20,9

11,7

32,0

27,6

in Mio. FM

Anlagenbestand und installierte elektrische Leistung von Biomasse(heiz)kraftwerken Anlagen

60

120

30

90

180

240

300

360

150

210

270

330

390

Quelle: DBFZ (2014) © FNR 2014

ANLAGENBESTAND UND INSTALLIERTE ELEKTRISCHE LEISTUNG VON BIOMASSE(HEIZ)KRAFTWERKEN

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

installierte elektrische Leistung (MWel)

0 0

800

600

1.000

1.200

400

200

Anlagen > 5 MWel Anlagen > 0,5 ≤ 5 MWel Anlagen > 0,15 ≤ 0,5 MWel

Anlagen ≤ 0,15 MWel installierte elektrische Leistung (MWel)

2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013

Ohne Vergasungsanlagen, Papier-/Zellstondustrie und Kleinst-KWK < 10 kW

FESTBRENNSTOFFE

heizen.fnr.de

BIO

ENER

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FEST

BREN

NST

OFF

EBI

OKR

AFTS

TOFF

EBI

OG

ASAN

HAN

G

ENERGIEHOLZEINSATZ IN PRIVATEN HAUSHALTEN

Quelle: P. Döring, S. Glasenapp, U. Mantau: „Energieholzverwendung in privaten Haushalten 2014“ (2016) © FNR 2016

5

10

15

20

0

201020072000 2014

30

22,2 Mio. FMScheitholz

25

2005

35

2,1 Mio. FMAltholz/Restholz

0,5 Mio. FMHackschnitzel

2,3 Mio. FMHolzpellets0,5 Mio. FMHolzbriketts

gesamt27,6 Mio. FM

in 2014

25,8

20,9

11,7

32,0

27,6

in Mio. FM

HOLZPELLETFEUERUNGEN IN DEUTSCHLAND


2007 2009 2010 2011 2014 2015 2016*2012 20132008

* Prognose

100.000

200.000

300.000

400.000

0

12.500

151.000

265.000 gesamt

428.500*in 2016

Pelletkessel > 50 kW Pelletkessel < 50 kW Pelletkaminöfen

Anzahl

FLÄC

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http://heizen.fnr.de/

1716

Energieaufwand zur Herstellung von Brennstoffen

Quelle: DEPI, H. Schellinger, J. Bergmair (TU Graz) © FNR 2011

Energieaufwand bezogen auf den Brennwertgieaufwand* zur Herstellung von Brennsto�en

9 % 12 % 15 %0 % 3 % 6 %

Pellets aus Sägespänen trocken

Pellets aus Hackschnitzeln TMP

Pellets aus Waldrestholz

Pellets aus Rohholz

Erdgas

Flüssiggas

Heizöl

2,7 %

4 %

5,5 %

5,5 %

10 %

14,5 %

12 %

ENERGIEAUFWAND ZUR HERSTELLUNG VON BRENNSTOFFEN

TMP: Thermo-Mechanical-Pulping

Normung fester BiobrennstoffeBrennstoffspezifikationen und -klassen

Brennstoff Norm

allgemeine Anforderungen DIN EN ISO 17225-1:2014-09

Holzpellets DIN EN ISO 17225-2:2014-09

Holzbriketts DIN EN ISO 17225-3:2014-09

Holzhackschnitzel DIN EN ISO 17225-4:2014-09

Stückholz DIN EN ISO 17225-5:2014-09

nicht-holzartige Pellets* DIN EN ISO 17225-6:2014-09

Quelle: Beuth Verlag * halmgutartige Biomasse; Biomasse von Früchten; definierte und undefinierte Mischungen von Biomasse

Heizölin €/Liter

Holzpellets (w < 10 %)

in €/t

Scheitholz Buche(w = 15 %)

in €/Rm

Hackgut Fichte (w = 30 %)in €/Srm

0,4 200 76 30

0,5 250 95 37

0,6 300 114 45

0,7 350 133 52

0,8 400 152 60

0,9 450 172 76

1,0 500 191 75

1,1 550 210 82

1,2 600 229 89

Heizwertbezogene Äquivalentpreise von Holzbrennstoffen

EnergiepreisentwicklungENERGIEPREISENTWICKLUNG

20

40

30

10

60

80

70

50

0

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2014

Cent/l Heizöl EL (in Heizöläquivalent inkl. MwSt)

Quelle: FNR nach TFZ (2016) © FNR 2016

Heizöl Scheitholz StrohballenHolzpellets

2006

90

42 Cent/l

92 Euro/Rm

243 Euro/t

93 Euro/t

JAN 2016

Hackschnitzel

2013 2015 2016

83 Euro/t

Quelle: FNR (2016) Die Brennstoffpreise werden mit Bezug auf den unteren Heizwert verglichen.

heizen.fnr.de

BIO

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1918

Berechnung des Wassergehalts und der Holzfeuchte

Berechnung des Heizwertes der feuchten Gesamtsubstanz

Heizwert von Holz in Abhängigkeit vom Wassergehalt

Wassergehalt w [%] =

Holzfeuchte u [%] =

Gewicht des Wassers [kg]Gewicht des feuchten Holzes [kg]

Gewicht des Wassers [kg]Gewicht des trockenen Holzes [kg]

• 100

• 100

Hi (w) =Hi (wf) • (100 – w) – 2,44 • w

100

Hi (w): Heizwert des Holzes (in MJ/kg) bei einem Wassergehalt wHi (wf): Heizwert der Holztrockensubstanz in MJ/kg im „wasserfreien“ Zustand2,44: Verdampfungswärme des Wassers in MJ/kg bezogen auf 25 °Cw: Wassergehalt in %

0 10

Heizwert Hi (kWh/kg)

Nadelholz Laubholz

5

4

3

2

1

0

20 30 40 50 60

Wassergehalt (%)

Quelle: Bayerisches Landesanstalt für Forstwirtschaft (Merkblatt 12) © FNR 2013

HEIZWERT VON HOLZ IN ABHÄNGIGKEIT VOM WASSERGEHALT

Wassergehalt in % 10 15 20 25 30 40 50

Holzfeuchte in % 11 18 25 33 43 67 100

AnmerkungDie unbemaßte Kantenlänge beträgt jeweils 1 m.

Abkürzungenatro: absolut trocken (0 % Wassergehalt)Fm: (Festmeter) In der Forst- und Holzwirtschaft übliche Benennung für 1 m3 Holz ohne Zwischenräume.Rm: (Raummeter) In der Forst- und Holzwirtschaft übliche Benennung für 1 m3 geschichtetes Holz unter Einschluss der Luftzwischenräume.Srm: (Schüttraummeter oder -kubikmeter) Raummeter geschütteter Holzteile (z. B. Hackgut, Schüttgut).

Quelle: Handbuch Bioenergie Kleinanlagen, FNR (2013) und eigene Berechnungen

Allgemeine Umrechnungsfaktoren für Holzmengen (Faustzahlen)

tatro Fm Rm Srm

1 tatro 1,0 1,3–2,5 2,9 4,9

1 Fm 0,4–0,7 1,0 1,4 2,5

1 Rm 0,3 0,7 1,0 1,8

1 Srm 0,2 0,4 0,5 1,0

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2120

Brennstoff DichteEnergiegehalt in Öläquivalent in

kWh/kg kWh/l l/lOE kg/kgOE

Heizöl 0,85 kg/l 11,83 10,06 1,00 0,98

Rapsöl 0,92 kg/l 10,44 9,61 1,04 1,14

Steinkohle (w = 5,1 %) 860 kg/m3 8,25 7,10 1,40 1,21

Ethanol 0,79 kg/l 7,41 5,85 1,70 1,35

Holzpellets (w = 10 %) 664 kg/m3 5,00 3,32 3,00 1,99

Strohpellets (w = 10 %) 603 kg/m3 4,90 2,95 3,37 2,03

Buche Scheitholz 33 cm (w = 15 %) 445 kg/Rm 4,15 1,85 5,40 2,40

Fichte Scheitholz 33 cm (w = 15 %) 304 kg/Rm 4,33 1,32 7,56 2,30

Hackschnitzel Kiefer (w = 15 %) 203 kg/Srm 4,33 0,88 11,33 2,30

Sägemehl Fichte (w = 15 %) 160 kg/m3 4,33 0,69 14,37 2,30

Getreide Ganzpflanze (w = 15 %) 150 kg/m3 3,92 0,59 16,96 2,54

Getreidestroh Großballen(w = 15 %)

140 kg/m3 3,96 0,55 17,98 2,52

Miscanthus Häckselgut (w = 15 %) 130 kg/m3 4,07 0,53 18,85 2,45

Biobrennstoffe im Vergleich zu Heizöl Heizwerte und Dichte ausgewählter Brennstoffe im Vergleich

Quelle: FNR w: Wassergehalt; l: Liter; Rm: Raummeter; Srm: Schüttraummeter; OE: Öläquivalent

Quelle: Leitfaden Feste Biobrennstoffe, FNR (2014)

Typische Massen- und Energieerträge in der Land- und Forstwirtschaft

Massen-ertrag

(w = 15 %)in

t/(ha • a)

Mittlerer Heizwert Hi(w = 15 %)

inMJ/kg

Brutto-jahresbrenn-

stoffertragin

GJ/(ha • a)

Heizöl-äquivalent

inl/(ha • a)

Reststoffe

Waldrestholz 1,0 15,6 15,6 433

Getreidestroh 6,0 14,3 85,8 2.383

Rapsstroh 4,5 14,2 63,9 1.775

Landschafts-pflegeheu 4,5 14,4 64,8 1.800

Energiepflanzen

Kurzumtriebs-plantagen 12,0 15,4 185,0 5.133

Getreideganz-pflanzen 13,0 14,1 183,0 5.092

Futtergräser 8,0 13,6 109,0 3.022

Miscanthus 15,0 14,6 219,0 6.083

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2322

Quelle: Handbuch Bioenergie-Kleinanlagen, FNR (2013) und eigene Berechnungen

Verbrennungstechnische Daten von festen, flüssigen und gasförmigen Bioenergieträgern

Brennstoff Menge/ Einheit

Wassergehalt w in %

Masse (inkl. Wasser)

in kg

Heizwert (bei w)

in MJ/kg

Brennstoffmenge in

MJ kWh Heizöläquivalent (Liter)

Scheitholz (geschichtet)*

Buche 33 cm, lufttrocken 1 Rm 15 445 15,3 6.797 1.888 189

Buche 33 cm, angetrocknet 1 Rm 30 495 12,1 6.018 1.672 167

Fichte 33 cm, lufttrocken 1 Rm 15 304 15,6 4.753 1.320 132

Fichte 33 cm, angetrocknet 1 Rm 30 349 12,4 4.339 1.205 121

Holzhackschnitzel*

Buche, trocken m3 15 295 15,3 4.503 1.251 125

Buche, beschränkt lagerfähig m3 30 328 12,1 3.987 1.107 111

Fichte, trocken m3 15 194 15,6 3.032 842 84

Fichte, beschränkt lagerfähig m3 30 223 12,4 2.768 769 77

Pellets

Holzpellets, nach Volumen m3 8 650 17,1 11.115 3.088 309

Holzpellets, nach Gewicht 1 t 8 1.000 17,1 17.101 4.750 475

Brennstoffe nach Gewicht

Buche, lufttrocken 1 t 15 1.000 15,3 15.274 4.243 424

Buche, angetrocknet 1 t 30 1.000 12,1 12.148 3.374 337

Fichte, lufttrocken 1 t 15 1.000 15,6 15.614 4.337 434

Fichte, angetrocknet 1 t 30 1.000 12,4 12.428 3.452 345

Halmgut (z. B. Stroh) 1 t 15 1.000 14,3 14.254 3.959 396

Biokraftstoffe

Rapsöl m3 < 0,1 920 37,6 34.590 9.609 961

Biodiesel (Rapsölmethylester) m3 < 0,03 880 37,1 32.650 9.093 909

Biogas m3 2–7 1,2 15–22,5 18–27 5–7,5 0,6

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* Die unterhalb der 25 % Wassergehalt eintretende Volumenänderung wurde berücksichtigt.

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2524

Erneuerbare Energien im Verkehr 2015 Anteil erneuerbarer Energien 5,3 % (energetisch)

Biokraftstoffe im VergleichSo weit kommt ein Pkw mit Biokraftstoffen von 1 Hektar Anbaufläche.

<1 % Pflanzenöl

ERNEUERBARE ENERGIEN IM VERKEHR 2015

Quelle: FNR nach AGEE-Stat (Februar 2016) © FNR 2016

25 % Bioethanol

Biodiesel 62 %

2 % BiomethanStromverbrauch 11 %Verkehr*

gesamt34,3 TWh

*überwiegend EE-Anteil Bahn

Pkw Kraftstoffverbrauch: Otto 7,4 l/100 km, Diesel 5,1 l/100 km

Quelle: FNR © FNR 2011

BIOKRAFTSTOFFE

In Deutschland wurden 2015 56 Mio. Tonnen Kraftstoff im Verkehrssektorverbraucht. Neben Dieselkraftstoff mit 62,6 % und Ottokraftstoff mit 31,4 % lag der Anteil biogener Kraftstoffe bei 4,8 % bzw. 3,4 Mio. Tonnen.

Kraftstoffverbrauch 2015Biokraftstoffanteil: 4,8 % (energetisch)

Entwicklung BiokraftstoffeENTWICKLUNG BIOKRAFTSTOFFVERBRAUCH IN DEUTSCHLAND

Quelle: BAFA, BMF, AGEE-Stat, FNR (Juli 2016) © FNR 2016

0

Pflanzenöl Biodiesel Hydrierte Pflanzenöle (HVO)* Ethanol

Biomethan Biokraftsto�anteil

4.000

2014

in 1.000 t

3.000

2.000

1.000

3,6 Mio. t

2007

4,6 Mio. t

2008

3,7 Mio. t

2009

3,4 Mio. t

2010

3,8 Mio. t

2011

3,7 Mio. t

2012

3,8 Mio. t

2013

3,4 Mio. t

6,0 %5,4 % 5,8 % 5,5 % 5,7 %

5,1 % 5,2 %

7,4 %

2015

4,8 %

3,4 Mio. t

*Schätzung auf Basis der Vorjahreswerte

Quelle: FNR nach BAFA, Destatis, DVFG, BMF (Juli 2016) © FNR 2016

KRAFTSTOFFVERBRAUCH DEUTSCHLAND 2015

Biodiesel 2,8 %1.808.400 t

Pflanzenöl < 0,1 %2.000 t

Biokraftsto�anteil 4,8 %

Bioethanol 1,3 %1.173.400 t Hydrierte 0,6 %Pflanzenöle (HVO)* 340.000 t

31,4 % Ottokraftsto� 17.058.200 t

Dieselkraftsto� 62,6 %34.611.500 t

Biomethan 0,1 %35.000 t

Erdgas* 0,4 %182.000 tFlüssiggas (LPG) 0.8 %427.000 t

gesamt56 Mio. t

* Schätzung auf Basis der VorjahreswerteProzentangaben bezogen auf den Energiegehalt

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ENTWICKLUNG BIOKRAFTSTOFFVERBRAUCH IN DEUTSCHLAND

Quelle: BAFA, BMF, AGEE-Stat, FNR (Juli 2016) © FNR 2016

0

Pflanzenöl Biodiesel Hydrierte Pflanzenöle (HVO)* Ethanol

Biomethan Biokraftsto�anteil

4.000

2014

in 1.000 t

3.000

2.000

1.000

3,6 Mio. t

2007

4,6 Mio. t

2008

3,7 Mio. t

2009

3,4 Mio. t

2010

3,8 Mio. t

2011

3,7 Mio. t

2012

3,8 Mio. t

2013

3,4 Mio. t

6,0 %5,4 % 5,8 % 5,5 % 5,7 %

5,1 % 5,2 %

7,4 %

2015

4,8 %

3,4 Mio. t

*Schätzung auf Basis der Vorjahreswerte

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http://biokraftstoffe.fnr.de/

2726

Bioethanol (Rohstoffe zur Herstellung)

Bioethanolabsatz

Absatz in 1.000 Tonnen 2010 2011 2012 2013 2014 2015

E 85* (Ethanolanteil) 18 (15) 19 (16) 21 (17) 14 (11) 10 (8) 7 (6)Ethanol 1.028 1.054 1.090 1.041 1.082 1.049ETBE** 122 162 142 154 139 119Absatz gesamt 1.165 1.233 1.249 1.206 1.229 1.173

Quelle: FNR nach BAFA (Juli 2016) * nur Ethanolanteil berücksichtigt; ** ETBE: Ethyl-Tertiär-Butyl-Ether; Volumenprozentanteil Bioethanol am ETBE = 47 %

Entwicklung Bioethanol

0

Produktion Absatz

ENTWICKLUNG BIOETHANOL IN DEUTSCHLAND

Quelle: BAFA, BDBe (Juli 2016) © FNR 2016

200

400

600

800

1.000

1.200

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

4.96

2

in 1.000 t

460

625

892

577 613

1.249

672

1.206

583

1.165

2015

1.229

740

1.1731.233

727

591

Quelle: Meo, FNR, BDBe, Erntebericht des BMEL (2015) FM: Frischmasse; BM: Biomasse

Biodiesel (Rohstoffe zur Herstellung)

RohstoffeBiomasse- ertrag (FM)

[t/ha]

Biodieselertrag erforderlicheBiomasse pro Liter

Kraftstoff [kg/l] [l/t BM] [l/ha]

Rapsöl 3,9 455 1.775 2,2

Palmöl 20,0 222 4.440 4,5

Sojaöl 2,9 222 644 4,5

Jatropha 2,5 244 610 4,1

Quelle: Meo, FNR, Erntebericht des BMEL (2015) FM: Frischmasse; BM: Biomasse

Biodieselabsatz

Absatz in 1.000 Tonnen 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Beimischung 2.236 2.116 1.928 1.741 1.970 1.805

Reinkraftstoffe 293 97 131 30 5 3

Absatz gesamt 2.529 2.213 2.059 1.772 1.975 1.808

Entwicklung Biodiesel

Quelle: BAFA, BMF, FNR (Juli 2016)

Quelle: Ufop, VDB, BAFA, BMF, FNR (August 2016) © FNR 2016

Kapazität AbsatzProduktion

20142007 2008 2009 2010 2011

1.000

500

0

2012

4.000

4.500

3.500

5.000

3.000

2.500

2.000

1.500

2013 2015

in 1.000 t

ENTWICKLUNG BIODIESEL-PRODUKTION UND -ABSATZ IN DEUTSCHLAND

2.89

0 3.26

4

4.39

0

2.82

02.

695

5.08

0

2.50

02.

517

4.91

2

2.80

02.

582

4.96

2

2.80

02.

213

4.96

2

2.60

02.

059

4.35

0

2.60

01.

772

3.96

5

3.00

01.

975

3.96

5

3.01

01.

808

3.76

2


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Produktion Absatz

ENTWICKLUNG BIOETHANOL IN DEUTSCHLAND

Quelle: BAFA, BDBe (Juli 2016) © FNR 2016

200

400

600

800

1.000

1.200

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

4.96

2

in 1.000 t

460

625

892

577 613

1.249

672

1.206

583

1.165

2015

1.229

740

1.1731.233

727

591

RohstoffeBiomasse- ertrag (FM)

[t/ha]

Bioethanolertrag erforderlicheBiomasse pro Liter

Kraftstoff [kg/l][l/t BM] [l/ha]

Körnermais 9,9 400 3.960 2,5

Weizen 7,7 380 2.926 2,6

Roggen 5,4 420 2.268 2,4

Zuckerrüben 70,0 110 7.700 9,1

Zuckerrohr 73,0 88 6.424 11,4

Stroh 7,0 342 2.394 2,9

Quelle: Ufop, VDB, BAFA, BMF, FNR (August 2016) © FNR 2016

Kapazität AbsatzProduktion

20142007 2008 2009 2010 2011

1.000

500

0

2012

4.000

4.500

3.500

5.000

3.000

2.500

2.000

1.500

2013 2015

in 1.000 t

ENTWICKLUNG BIODIESEL-PRODUKTION UND -ABSATZ IN DEUTSCHLAND

2.89

0 3.26

4

4.39

0

2.82

02.

695

5.08

0

2.50

02.

517

4.91

2

2.80

02.

582

4.96

2

2.80

02.

213

4.96

2

2.60

02.

059

4.35

0

2.60

01.

772

3.96

5

3.00

01.

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3.96

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01.

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Pflanzenöle (Kraftstoffeigenschaften)

Pflanzenöl Dichte (15 °C)in kg/l

Heizwertin MJ/kg

kin. Viskosität (40 °C)in mm2/s

Stockpunkt in °C

Flammpunkt in °C Jodzahl

Anforderungen DIN 51605 (Rapsölkraftstoff) 0,910–0,925 mind. 36,0 max. 36,0 k. A. mind. 101 max. 125

Anforderungen DIN 51623 (Pflanzenölkraftstoff) 0,900–0,930 mind. 36,0 max. 35,0* k. A. mind. 101 max. 140

Rapsöl 0,92 37,6 34,0 –2 bis –10 > 220 94 bis 113

Sonnenblumenöl 0,92 37,1 29,5 –16 bis –18 > 220 118 bis 144

Sojaöl 0,92 37,1 30,8 –8 bis –18 > 220 114 bis 138

Olivenöl 0,92 37,8 k. A. –5 bis –9 > 220 76 bis 90

Jatrophaöl 0,92 36,8 30,5 2 bis –3 > 220 102

Kokosöl 0,92 35,3 k. A. 14 bis 25 > 220 7 bis 10

Palmöl 0,92 37,0 26,9 27 bis 43 > 220 34 bis 61

Leindotteröl 0,92 37,0 30,2 –11 bis –18 > 220 149 bis 155

Palmkernöl 0,93 35,5 k. A. 20 bis 24 > 220 14 bis 22

Vergleich (de)zentraler Pflanzenölerzeugung

Ölgewinnung aus 1 t Rapssaat* dezentral zentral

Abpressgrad [%] 80 99

Ölausbeute [kg/t Saat] 336 416

Ausbeute Rapskuchen [kg/t Saat] 660 –

Ausbeute Extraktionsschrot [kg/t Saat] – 580

Ölertrag [l/t Saat] 365 452

Ölertrag [l/ha] 1.420 1.760

Quelle: TFZ, ASG, FNR (2015) * kinematische Viskosität bei 50 °C

Quelle: TFZ, FNR * Ölgehalt der Saat 42 %


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Entwicklung Absatz Rein-Biokraftstoffe in Deutschland

0

Biodiesel (Reinkraftsto�) E85 (Bioethanolanteil 70–90 %) Pflanzenöl

ENTWICKLUNG ABSATZ REIN-BIOKRAFTSTOFFE IN DEUTSCHLAND

Quelle: FNR nach BAFA (Juli 2016) © FNR 2016

500

1.000

1.500

2.000

2.500

in 1.000 t

2008 20102007 2009 2011 20132012 2014 2015

16 %

29 %

55 %

gesamt12.100in 2015

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3130

BtL

BtL steht für Biomass-to-Liquid und gehört wie GtL (Gas-to-Liquid)- und CtL (Coal-to-Liquid)-Kraftstoffe zu den synthetischen Kraftstoffen, deren Bestandteile genau auf die Anforderungen moderner Motorenkonzepte zugeschnitten, also maßgeschneidert werden.

Rohstoffe zur Herstellung von BTL

Rohstoffe Ertrag (FM)[t/ha]

Kraftstoffertrag [l/ha]

erforderliche Biomasse pro Liter

Kraftstoff [kg/l ]

Energiepflanzen 15–20 4.030 3,7

Stroh 7 1.320 5,3

Quelle: Meó, FNR (2009 – Biokraftstoffe – eine vergleichende Analyse) FM: Frischmasse

Kraftstoff Dichte[kg/l ]

Heizwert[MJ/kg ]

Heizwert[MJ/l ]

Viskositätbei 20 °C[mm2/s]

Cetanzahl Oktanzahl[ROZ]

Flammpunkt [°C ]

Kraftstoff-äquivalenz h

[ l ]

Dieselkraftstoff 0,83 43,1 35,87 5,0 50 – 80 1

Rapsölkraftstoff 0,92 37,6 34,59 74,0 40 – 317 0,96

Biodiesel 0,88 37,1 32,65 7,5 56 – 120 0,91

Hydrierte Pflanzenöle (HVO)f 0,78 44,1 34,30 > 3,5 g > 70 – 60 –

Biomass-to-Liquid (BtL)a 0,76 43,9 33,45 4,0 > 70 – 88 0,97

Ottokraftstoff 0,74 43,9 32,48 0,6 – 92 < 21 1

Bioethanol 0,79 26,7 21,06 1,5 8 > 100 < 21 0,65

Ethyl-Tertiär-Butyl-Ether (ETBE) 0,74 36,4 26,93 1,5 – 102 < 22 0,83

Biomethanol 0,79 19,7 15,56 – 3 > 110 – 0,48

Methyl-Tertiär-Butyl-Ether (MTBE) 0,74 35,0 25,90 0,7 – 102 –28 0,80

Dimetylether (DME) 0,67 b 28,4 19,03 – 60 – – 0,59

Biomethan 0,72 e 50,0 36,00 c – – 130 – 1,5 d

Bio-Wasserstoff GH2 0,09 e 120,0 10,80 c – – < 88 – 3,6 d

aBasis Fischer-Tropsch-Kraftstoffe; bbei 20 °C; c[MJ/m3]; d[kg]; e[kg/m3]; f Quelle: VTT; gbei 40 °C; hLesebeispiel: 1 l Biodiesel entspricht 0,91 l Dieselkraftstoff · 1 kg Bio-Wasserstoff entspricht 3,6 l Ottokraftstoff (bei Nutzung über Brennstoffzelle 7 l)

Biomethan

In Deutschland fahren über 98.000 Erdgasfahrzeuge, denen ein Tank-stellennetz von mehr als 900 Erdgastankstellen zur Verfügung steht. Davon bieten über 150 Tankstellen 100 % Biomethan an und mehr als 300 Tankstellen Biomethan-Erdgas-Gemische.

Kraftstoffvergleich: Eigenschaften von Biokraftstoffen

Quelle: FNR


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2010 2011 2012 2013 2014 2015

Absatz in GWh 162 190 404 557 580 530

Biomethanabsatz als Kraftstoff

Quelle: AGEE-Stat (Juli 2016) Erdgasabsatz als Kraftstoff: 2.300 GWh in 2014

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EU-Ziel 2020 Die Erneuerbare-Energien-Richtlinie (2009/28/EG)a definiert verbind-liche Ziele für Biokraftstoffe und regelt deren Nachhaltigkeit. • 10 % erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch

Die Kraftstoffqualitäts-Richtlinie (98/70/EG)b definiert verbindliche Ziele zur THG-Einsparung pro Kraftstoff und Nachhaltigkeitskriterien.• 6 % THG-Einsparung in Verkehr gebrachter Kraftstoffe

a Richtlinie 2009/28/EG zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen vom 23. April 2009 und Änderungsrichtlinie 2015/1513/EU vom September 2015; b RICHTLINIE 98/70/EG über die Qualität von Otto- und

Dieselkraftstoffen und Änderungsrichtlinie 2015/1513/EU vom September 2015

STANDARD-THG EMISSIONEN FÜR BIOKRAFTSTOFFE

Quelle: FNR nach UFOP (2011 – EU-RL 2009/28/EG) © FNR 2011

100 %

fossiler Kraftsto

Biomethan aus Gülle

BtL (FT-Diesel) aus Kulturholz³

Ethanol aus Weizenstroh³

Ethanol aus Zuckerrohr

Ethanol aus Zuckerrübe

Ethanol aus Weizen2

Ethanol aus Weizen

Biodiesel aus Palmöl1

Biodiesel aus Palmöl

Biodiesel aus Soja

Biodiesel aus Abfall

Biodiesel aus Sonnenblumen

Biodiesel aus Rapsöl

Hydriertes Rapsöl

Rapsöl

90 % 70 %80 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 %

0 10 3020 40 50 60 70 805 15 3525 45 65 75

EU-Vorgaben/THG-Einsparung in %

THG-Emission in g CO2-Äq/MJ

0

Anbau Transport Verarbeitung in g CO2-Äq/MJ max. 54,5 g ab 2010/13max. 41,9 g ab 2017max. 33,5 g ab 2018

1 mit Methanbindung; 2 Erdgas-KWK; 3 künftige Biokraftsto�optionen — Basis: geschätzte Standardwerte nach 2009/28/EG

30 1

1

13

5

5

9

2

2

5

13

22

1 22

26

49

45

18

19

26

7

11

1

30

29

18

1

19

14

14

23

23

12

14

3

4

5

1

13

2

2

2

83,8

55

mind. 50 % ab 2017 mind. 35 % ab 2011/13mind. 60 % ab 2018

22

Standard-THG Emissionen für Biokraftstoffe

Neue Anforderungen an die EU-Mitgliedstaaten

Optionen für die Umsetzung nach Richtlinie 2009/28/EG und 2015/1513a

Anteil der Anrechnung auf die Ziele(bezogen auf den Energiegehalt)

Biokraftstoffen aus Anbaubiomasse (aus Getreide-, Stärke-, Zucker- oder Ölpflanzen)

Begrenzung auf maximal 7 %

„künftige Biokraftstoffoptionen“ 0,5 % (nicht bindendes Ziel)

Elektromobilität – Schienenverkehr: 2,5-fache Anrechnung– Straßenverkehr: 5-fache Anrechnung

Deutschland-Ziel 2020 6 % THG-Einsparung durch 2020 in Verkehr gebrachte Biokraftstoffe – Basis sind Referenzwerte für Otto- und Dieselkraftstoff.

THG: Treibhausgas

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Energiesteuer

Dieselkraftstoff 47,04 Cent/l

Ottokraftstoff 65,45 Cent/l

Biodiesel- und Pflanzenölkraftstoff 45,03 Cent/l

Ethanol/ E85 65,45 Cent/l

Gasförmige Kraftstoffe (reduzierter Steuersatz von 13,90 Euro je MWh bis zum 31. Dezember 2018)

g dies betrifft Biomethan als Kraftstoff, komprimiertes Erdgas (CNG: Compressed Natural Gas), verflüssigtes Erdgas (LNG: Liquified Natural Gas) und Flüssig-gas/Autogas (LPG: Liquified Petroleum Gas)

Bundes-Immissionsschutzgesetz (BlmSchG)(nationale Umsetzung der Kraftstoffqualitätsrichtlinie 98/70/EG)

Jahr Quote Dieselkraftstoff

Quote Ottokraftstoff Gesamtquote

bis 2014 4,4 % 2,8 % 6,25 %

ab 2015 Dekarbonisierung 3,5 %



Quelle: FNR nach BImSchG

Quelle: FNR (Juli 2016)

Kraftstoff-Normung

Die Beschaffenheit und die Auszeichnung der Qualität von Kraftstoffen regelt die 10. BImSchV.

Kraftstoff Norm Erläuterung

Dieselkraftstoff (B 7)

DIN EN 590

Dieselkraftstoffe mit bis zu 7 % (V/V) Biodiesel (Stand: 04/2014)

Biodiesel (B 100)

DIN EN 14214

Fettsäure-Methylester (FAME) für Dieselmotoren (Stand: 06/2014)

Rapsölkraftstoff DIN 51605

Rapsölkraftstoff für pflanzenöltauglicheMotoren (Stand: 01/2016)

Pflanzenölkraft-stoff

DIN 51623

Kraftstoffe für pflanzenöltaugliche Motoren „Pflanzenölkraftstoff“Anforderungen und Prüfverfahren (Stand: 12/2015)

Ottokraftstoff(E 5)

DIN EN 228

Unverbleite Ottokraftstoffe mit bis zu 5 % (V/V) Ethanol bzw. 15 % (V/V) ETBE (Stand: 10/2014)

Ottokraftstoff(E 10)

DIN EN 228

Ottokraftstoff E 10 – mit bis zu 10 % (V/V) Ethanol (Stand: 10/2014)

Ethanol DIN EN15376

Ethanol als Blendkomponente in Ottokraftstoff (Stand: 12/2014)

Ethanol (E 85)

DIN 51625

– mind. 75 % bis max. 86 % (V/V) Ethanol – Klasse A (Sommer)

– mind. 70 % bis max. 80 % (V/V) Ethanol – Klasse B (Winter)

(Stand: 08/2008)

Erdgas & Biomethan

DIN EN 16723-2

Biomethan muss die Norm für Erdgas als Kraft-stoff erfüllen – eine Mischung Biomethan-Erdgas ist in jedem Verhältnis möglich (Stand: 06/2014)

V/V: Volumenprozent

Nachhaltigkeit von Biokraftstoffen

Anforderungen zur Nachhaltigkeit von Biokraftstoffen und Strom aus flüs-siger Biomasse gelten seit Januar 2011. Die Kriterien sind in der Biokraft-stoff- und Biostrom-Nachhaltigkeitsverordnung definiert.

Biokraftstoffe müssen Nachhaltigkeitskriterien entlang der gesamten Her-stellungs- und Lieferkette erfüllen. Für Anlagen zur Herstellung von Biokraft-stoffen gilt eine THG-Einsparung gegenüber fossilen Kraftstoffen von: • 35 % bis 2017 und 50 % ab 2018 (Anlagen mit Inbetriebnahme bis

5. Oktober 2015)• 60 % (Anlagen mit Inbetriebnahme nach dem 5. Oktober 2015)

Änderung nach Richtlinie EU 2015/1513 vom 09.09.2015 führt zu Änderungen der Richtlinie 98/70/EG und 2009/28/EG.

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BIOGAS

Bestandsentwicklung BiogasanlagenBESTANDSENTWICKLUNG BIOGASANLAGEN

Quelle: FNR nach Fachverband Biogas e. V. (2014) und DBFZ (2015) © FNR 2015

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

Anlagen installierte elektrische Leistung (GW)

0

1,0

2,0

3,0

4,0

3.711

1,3

2007

3.891

1,4

2008

4.984

1,9

2009

5.905

2,3

2010

7.1753,

1

2011

7.515

3,4

2012

7.850

3,5

2013

7.944

3,9

2014

Anlagen installierte elektrische Leistung * Prognose

2015*

8.005

4,1

8.075

4,1

2016*

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Treibhausgasemissionen von Biogasanlagen im Vergleich zum deutschen Strommix

THG-EMISSIONEN VON BIOGASANLAGEN IM VERGLEICHZUM DEUTSCHEN STROMMIX

Quelle: KTBL (2011), UBA, AGEE-Stat (2016) © FNR 2016

75 kW 150 kW 500 kW 1 MW

–0,4

Saldo Gesamtemissionen

Errichtung Anlage Substratbereitstellung und Transport

Gutschrift Ersatz fossile Wärme Gutschrift Gülle-Nutzung

–0,3

–0,2

–0,1

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,170,160,17–0,04

Strommix 2015 (EE-Anteil: 32,6 %)

in kg CO2-Äq/kWhel

Anlagenbetrieb

Weitere Erläuterungen unter Grafiken Biogas in https://mediathek.fnr.de

Technisches Primärenergiepotenzial für BiogasTECHNISCHES PRIMÄRENERGIEPOTENZIAL FÜR BIOGAS

Quelle: FNR nach DBFZ (2014) © FNR 2014

2012

2020

100 200 300 400 5000

kommunale Reststo�e industrielle Reststo�e tierische Exkrementenachwachsende Rohsto�e (in 2020 auf 1,6 Mio. ha)

Jahr

technisches Primärenergiepotenzial (in PJ/a)

249

24

vom Potenzial genutzter Anteil: 273 PJ

9 69 340

22 9 78

Biogas – erstaunlich große Potenziale

Bioerdgas entsteht aus Biogas. Zurzeit wird Biogas allerdings größtenteils

in Strom und Wärme umgewandelt und nicht in Bioerdgas.

Potenzial 2020

10,4 Mrd. m3

Erdgas ausEigenproduktion

2013 wurden in Deutschland 86,5 Mrd. m3 Gas verbraucht.

Erdgas aus Importen

76,1 Mrd. m3

9 Mrd. m3

+ 4 Mrd. m3

Bioerdgas

2013

Quelle: AGEE, DBFZ, BMWi, AGEB, FNR (2014)

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http://biogas.fnr.de/

https://mediathek.fnr.de

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Massebezogener Substrateinsatz in Biogasanlagen 2014

Wirtschaftsdünger in Biogasanlagen – Massebezogener Substrateinsatz 2014

nachwachsende Rohsto�e 52 % 3 % kommunaler Bioabfall

2 % Reststo�e ausIndustrie, Gewerbe,

Landwirtschaft

43 % Exkremente(Gülle, Mist)

MASSEBEZOGENER SUBSTRATEINSATZ IN BIOGASANLAGEN 2014

Quelle: Stromerzeugung aus Biomasse, DBFZ (2015) © FNR 2015

Rindergülle 61 %

Rinderfestmist 8 %

Schweinegülle 13 %

MASSEBEZOGENER SUBSTRATEINSATZ VON WIRTSCHAFTSDÜNGERNIN BIOGASANLAGEN 2014


1 % Schweinefestmist2 % Geflügelmist

1 % Hühnertrockenkot

14 % nicht spezi�ziert

Theoretisches Strompotenzial verschiedener Energiepflanzen (Angaben je Hektar)

Energiepflanze Ernteertrag [t FM ]

Methan- ertrag [Nm3 ]

Stromertrag[kWh ]

Anzahl Haushalte

Silomais 50 4.945 18.731 5,2

Zuckerrüben 65 4.163 15.769 4,4

Getreide-GPS 40 3.846 14.568 4,0

Durchwachsene Silphie 55 3.509 13.291 3,7

Grünland 29 2.521 9.549 2,7

Quelle: FNR nach KTBL (2014) Annahmen: mittleres Ertragsniveau,12 % Lagerungsverluste, bei Zuckerrüben 15 % (Lagune); BHKW-Wirkungsgrad 38 %;

Stromverbrauch 3.600 kWh/a · Haushalt

Nachwachsende Rohstoffe in Biogasanlagen – Massebezogener Substrateinsatz 2014

Maissilage 73 % 12 % Grassilage

7 % Getreide-GPS

1 % Sonstige

MASSEBEZOGENER SUBSTRATEINSATZ NACHWACHSENDER ROHSTOFFE IN BIOGASANLAGEN 2014


2 % Getreidekorn

1 % Landschafts-pflegematerial

2 % Zwischenfrüchte2 % Zuckerrüben

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Direktvermarktung und flexible Stromerzeugung

Quelle: Fraunhofer IWES nach BNetzA und www.netztransparenz.de (2016) © FNR 2016

Leistung (MW)

500

1.000

1.500

2.000

3.500

2.500

3.000

4.000

BIOGAS - DIREKTVERMARKTUNG UND FLEXIBLE STROMERZEUGUNG

201420132012

Gesamte installierteelektrische Leistung

Anteil der Leistung in derDirektvermarktung

Flexible Anlagenleistungim Rahmen der

Direktvermarktung

02015

4.177

3.236

4.500

1.823

Energiebereitstellung aus Biogas

Jahr Stromproduktion [GWh] Wärmeerzeugung [GWh]

2007 8.406 3.652

2008 11.001 3.495

2009 13.103 5.299

2010 15.554 8.004

2011 19.281 9.897

2012 25.390 10.684

2013 27.479 14.011

2014 29.341 15.256

2015* 30.110 15.980

Quelle: AGEE-Stat (Februar 2016) * vorläufig, ohne Klärgas, Deponiegas und biogener Anteil des Abfalls

Gasausbeuten verschiedener Substrate

Substrat

Quelle: KTBL (2015) © FNR 2015

BIOGASAUSBEUTEN

Biogasertrag (in Nm³/t FM)

Maissilage

Getreide-GPS

Grassilage

Zuckerrübensilage

Sorghumsilage

Klee-/Luzerngras

Grünroggensilage

Bioabfall*

Sonnenblumensilage

Landschaftspflegegras*

Speisereste*

Rindermist

Futterrübensilage

Getreideschlempe

Rindergülle

Karto�elschlempeMethangehalt in %

0 50 100 200150

60 %

55 %

54 %

55 %

50 %

52 %

55 %

60 %

57 %

53 %

55 %

52 %

52 %

55 %

60 %

53 %

53 %

52 %

Geflügelmist

* stark variierend

Schweinegülle

Vermarktung von Biomethan 2014

6 % Kraftsto� Kraft-Wärme-Kopplung 14 %über Händler

Kraft-Wärme-Kopplung 72 % direkt

VERMARKTUNG VON BIOMETHAN 2014


2 % Wärmemarkt

6 % Absatzwegunbekanntgesamt

1.347 GWh

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Verteilung der Verfahren zur Biogasaufbereitung

* mit organischen Lösungsmitteln

Kennwerte verschiedener Biogasaufbereitungsverfahren

Druckwechsel-adsorption

PSA

Druckwasser-wäsche DWW

Physikalische Absorption*

Chemische Absorption*

Membran- verfahren

Kryogene Verfahren

Strombedarf (kWh/Nm3) 0,20–0,25 0,20–0,30 0,23–0,33 0,06–0,15 0,18–0,25 0,18–0,33

Wärmebedarf (kWh/Nm3) 0 0 ~ 0,3 0,5–0,8 0 0

Temperatur Prozesswärme (°C) – – 55–80 110–160 – –

Prozessdruck (bar) 4–7 5–10 4–7 0,1–4 5–10 –

Methanverlust (%) 1–5 0,5–2 1–4 0,1 2–8 –

Abgasnachbehandlung notwendig? (EEG & GasNZV) ja ja ja nein ja ja

Feinentschwefelung des Rohgases notwendig? ja nein nein ja empfohlen ja

Wasserbedarf nein ja nein ja nein nein

Chemikalienbedarf nein nein ja ja nein nein

Quelle: Fraunhofer-IWES nach DWA (2011)

Anlagen zur Biomethan-Produktion

biogas.fnr.de

VERFAHREN ZUR BIOGASAUFBEREITUNG 2015

13 % physikalische WäscheDruckwechseladsorption 22 %

Druckwasserwäsche 29 %

6 % Membrantrennverfahren

31 % Aminwäsche

Quelle: FNR nach dena (2016) © FNR 2016

gesamt180 Anlagen

VERFAHREN ZUR BIOGASAUFBEREITUNG 2015

13 % physikalische WäscheDruckwechseladsorption 22 %

Druckwasserwäsche 29 %

6 % Membrantrennverfahren

31 % Aminwäsche


gesamt180 Anlagen

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20

ANLAGEN ZUR BIOMETHAN-PRODUKTION


40

60

100

180

80

120

140

160

2007 2008 2011 2012 2013 2014 2015

Anlagen

* Prognose

60.000

0

75.000

15.000

30.000

45.000

90.000

105.000

120.000

135.000

Einspeisekapazität Biomethan (Nm3/h)

0

117

2813

170

99.7

55

148

87.2

95

70.7

7080

50.2

8546

29.4

35

5

20102009

Anlagen Einspeisekapazität

180

108.

040

2006

2

200

122.

400

2016/17*

200 150.000

20

ANLAGEN ZUR BIOMETHAN-PRODUKTION


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Anlagen

* Prognose

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Einspeisekapazität Biomethan (Nm3/h)

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Anlagen Einspeisekapazität

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2

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200 150.000

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Faustzahlen

Allgemeine Umrechnung Biogas und Biomethan

1 m3 Biogas 5,0–7,5 kWh Energiegehalt

1 m3 Biogas 50–75 % Methangehalt

1 m3 Biogas ca. 0,6 l Heizöläquivalent

1 m3 Methan 9,97 kWh Energiegehalt

1 m3 Methan Heizwert 36 MJ/m3 bzw. 50 MJ/kg

1 m3 Methan 1 l Heizöläquivalent

Nachfolgende Kennzahlen können als Richtwerte für allgemeine Kalku-lationen landwirtschaftlicher Biogasanlagen genutzt werden.

Biogasertrag von

Milchkuh (17 m3 Gülle/TP • a) 289 Nm3 Methan≙ 1.095 kWhel /TP • a*

Mastschwein (1,6 m3 Gülle/TP • a) 19 Nm3 Methan≙ 73 kWhel /TP • a*

Mastrind (2,8 t Festmist/TP • a) 185 Nm3 Methan≙ 562 kWhel /TP • a*

Reitpferd (11,1 t Festmist/TP • a) 388 Nm3 Methan≙ 1.472 kWhel /TP • a*

Legehühner (2,0 m3 Rottemist/100 TP • a) 164 Nm3 Methan≙ 621 kWhel /100 TP • a*

1 ha Silomais (40–60 t FM**) 3.956–5.934 Nm3 Methan≙ 14.985–22.477 kWhel /ha*

1 ha Zuckerrüben (55–75 t FM**) 3.523–4.803 Nm3 Methan≙ 13.343–18.195 kWhel /ha*

1 ha Getreide-GPS (30–50 t FM**) 2.884–4.807 Nm3 Methan≙ 10.926–18.210 kWhel /ha*

1 ha Durchwachsene Silphie (45–60 t FM**)

2.871–3.828 Nm3 Methan≙ 10.874–14.499 kWhel /ha*

1 ha Sudangras (35–55 t FM**) 2.392–3.759 Nm3 Methan≙ 9.061–14.238 kWhel /ha*

1 ha Grünland (23–43 t FM**) 2.001–3.808 Nm3 Methan≙ 7.579–14.424 kWhel /ha*

1 ha Getreidekorn Roggen (4,3–6,8 t FM**)

1.390–2.179 Nm3 Methan≙ 5.264–8.255 kWhel /ha*

Durchschnittliche Zusammensetzung von Biogas

Bestandteil Konzentration

Methan (CH4) 50–75 Vol.-%

Kohlendioxid (CO2) 25–45 Vol.-%

Wasserdampf (H2O) 2–7 Vol.-%

Schwefelwasserstoff (H2S) 20–20.000 ppm

Sauerstoff (O2) < 2 Vol.-%

Stickstoff (N2) < 2 Vol.-%

Ammoniak (NH3) < 1 Vol.-%

Wasserstoff (H2) < 1 Vol.-%

Spurengase < 2 Vol.-%

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Beispiel jährlicher Substratbedarf Biogasanlage 75 kWel

3.300 t Rindergülle (194 Milchkühe; bei Ø 8.000 Milchleistung/a)790 t Maissilage (18 ha; bei Ø 50 t FM/ha Ertrag**)

Beispiel jährlicher Substratbedarf Biogasanlage 500 kWel

2.200 t Rindergülle (129 Milchkühe, bei Ø 8.000 l Milchleistung/a)6.500 t Maissilage (148 ha; bei Ø 50 t FM/ha Ertrag**)1.100 t Getreide-GPS (31 ha; bei Ø 40 t FM/ha Ertrag**)1.100 t Grassilage vom Dauergrünland (42 ha; bei Ø 30 t FM/ha Ertrag**)

Quelle: Biomasse-Verordnung (2012); Faustzahlen Biogas (KTBL, 2013); Leitfaden Biogas (FNR, 2013); Leitfaden Biogasaufbereitung und -einspeisung (FNR, 2014); Stromerzeugung aus Biomasse (DBFZ, 2014) und eigene Berechnungen

* BHKW-Wirkungsgrad 38 %el

** 12 % Silierverluste berücksichtigt, bei Zuckerrüben 15 % (Lagune), bei Getreidekorn Roggen 1,4 %

Ökonomische Kennzahlen

spezifische Investitionskosten

BGA 75 kWel ca. 9.000 €/kWel





BGA 1.000 kWel ca. 3.500 €/kWel

BGA mit Aufbereitung 400 Nm3/h ca. 9.600 €/Nm3 • h

BGA mit Aufbereitung 700 Nm3/h ca. 9.100 €/Nm3 • h

ORC-Anlage 13–375 kWel ca. 5.000–7.700 €/kWel

Stromgestehungskosten

BGA 75 kWel ca. 30 ct/kWh

BGA 500 kWel ca. 17 ct/kWh

BGA 1.000 kWel ca. 15 ct/kWh

Biomethanproduktionskosten

400 Nm3/h 7–9 ct/kWh

700 Nm3/h 6–8 ct/kWh

Kennziffern Gasverwertung

BHKW Wirkungsgradel 28–47 %

BHKW Wirkungsgradth 34–55 %

BHKW Wirkungsgradgesamt ca. 85–90 %

BHKW Nutzungsumfang 60.000 Betriebsstunden

Mikrogasturbine Wirkungsgradel 26–33 %

Mikrogasturbine Wirkungsgradth 40–55 %

Brennstoffzelle Wirkungsgradel 40–60 %

ORC-Anlage Wirkungsgradel 6–16 %

Prozesskennzahlen

Temperatur mesophil 32–34 °C

thermophil 50–57 °C

pH-Wert

Hydrolyse/ Acidogenese 4,5–7

Acetogenese/ Methanogenese 6,8–8,2

Faulraumbelastung Ø 3,2 kg oTM/(m3 • d); (von 1,1–9,3)

mittlere hydraulische Verweilzeit

einstufig 22–88 Tage (Ø 58)

mehrstufig 37–210 Tage (Ø 101)

FOS/TAC-Verhältnis < 0,6

Biogasspeicher Gasdurchlässigkeit 1–5 ‰ Biogas/Tag

Strombedarf BGA Ø 7,6 %

Wärmebedarf BGA Ø 27 %

Arbeitsbedarf BGA pro Jahr 1,15–8,5 Akh/(kWel • a)

Betriebsstörungen BGA pro Jahr 1,2 je 10 kWel

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ANHANG

Vergütung für Biomasseanlagen nach dem EEG 2014(Inbetriebnahme nach dem 31.07.2014)

Vergütung ct/kWh bei Inbetriebnahme2015 2016*

01.01.–31.03. 01.04.–30.06. 01.07.–30.09. 01.10.–31.12.

Grundvergütung bis 150 kWel 13,66 13,59 13,52 13,46 13,39

> 150 kWel bis 500 kWel 11,78 11,72 11,66 11,60 11,55

> 500 kWel bis 5 MWel 10,55 10,50 10,44 10,39 10,34

> 5 MWel bis 20 MWel 5,85 5,82 5,79 5,76 5,73

Güllevergärung** bis 75 kWel 23,73 23,61 23,49 23,38 23,26

Bioabfallvergärung bis 500 kWel 15,26 15,18 15,11 15,03 14,95

> 500 kWel bis 20 MWel 13,38 13,31 13,25 13,18 13,10

Quelle: EEG 2014 * Werte ohne Berücksichtigung einer möglichen höheren Absenkung (§ 28 [3] EEG 2014);** Förderhöhe Direktvermarktung; bei Einspeisevergütung Reduzierung um 0,2 ct/kWh (§ 37 EEG 2014);

Angaben sind rechtsunverbindlich

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EGG 2017(gültig ab 01.01.2017)

Mit dem überarbeiteten EEG 2017 wird die Förderung für Strom aus Bio-masse jährlich ausgeschrieben. (Gebotstermin 1. September)

Ausbaupfad für Strom aus BiomasseBruttozubau für Neu- und Bestandsanlagen• 2017–2019 – jährlich 150 MW installierte Leistung• 2020–2022 – jährlich 200 MW installierte Leistung(Altholzanlagen von der Förderung ausgeschlossen)

Förderdauer• für Neuanlagen 20 Jahre• für Bestandsanlagen einmalig weitere 10 Jahre

Voraussetzungen • bedarfsgerechte und flexible Stromerzeugung• begrenzter Einsatz von Getreidekorn und Mais – 2017 und 2018 maximal 50 Masseprozent – 2019 und 2020 maximal 47 Masseprozent – 2021 und 2022 maximal 44 Masseprozent

Vergütung (Inbetriebnahmejahr 2017)Höchstwert bei Ausschreibungen (Marktprämie) • für Neuanlagen 14,88 ct/kWh• für Bestandsanlagen 16,9 ct/kWh (Degression 1 % pro Jahr)

Einspeisevergütung (ohne Ausschreibung)• für kleine Anlagen bis 150 kW = 13,32 ct/kWh• für Güllekleinanlagen = 23,14 ct/kWh• für Bioabfallanlagen bis 500 kW = 14,88 ct/kWh• für Bioabfallanlagen > 500 kW bis 1 MW = 13,05 ct/kWh (Degression 0,5 % im Halbjahr)

Ohne Teilnahme an der Direktvermarktung, Absenkung der Vergütung um 0,2 ct/kWh

Quelle: EEG 2017

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Bioenergie http://bioenergie.fnr.de

Daten und Fakten zum Thema Bioenergiehttps://mediathek.fnr.de/grafiken.html

Wege zum Bioenergiedorfwww.wege-zum-bioenergiedorf.de

Bioenergie-Regionenhttp://bioenergie.fnr.de/bioenergie-regionen

Energiepflanzenhttp://energiepflanzen.fnr.de

Weitere Informationen

IMPRESSUM

HerausgeberFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR)www.fnr.de

Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

BilderTitel: Fotolia.com, FNR

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MJ kWh m3 Erdgas

1 MJ 1 0,278 0,032

1 kWh 3,6 1 0,113

1 m3 Erdgas 31,74 8,82 1

Umrechnung von Einheiten

m3 l Barrel

1 m3 1 1.000 6,3

1 l 0,001 1 0,0063

1 Barrel 0,159 159 1

Vorzeichen für Einheiten

Vorsatz Vorsatzzeichen Faktor Zahlwort

Deka Da 10 Zehn

Hekto h 102 Hundert

Kilo k 103 Tausend

Mega M 106 Million

Giga G 109 Milliarde

Tera T 1012 Billion

Peta P 1015 Billiarde

Exa E 1018 Trillion

Marktberichte und Preise für Brennstoffe und Biomasse

Biodiesel www.ufop.de

Ölsaaten und Pflanzenöle www.oilworld.biz

Hackschnitzel und Pellets www.carmen-ev.de

Scheitholz www.tfz.bayern.de

Pellets www.depi.de

Agrarsektor www.ami-informiert.de

Statistisches Bundesamt www.destatis.de

Heizöl/Rohöl www.tecson.de/oelweltmarkt.html

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https://www.destatis.de/DE/Startseite.html

http://www.tecson.de/oelweltmarkt.html

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